[发明专利]一种无级调节的正弦式高频振荡实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无级调节的正弦式高频振荡实验装置，应用于流体机械的动态特性研究领域。

背景技术

流体机械均使用在非稳态流动环境中，流体机械动态特性反映的是其真实工作环境下实现功能的能力，然而很多流体机械型号样机的功能考核均是在没有或极小压力振荡状态下进行，难以全面评估产品的动态特性。流体中某些特定频率的压力振荡（一般为高频）经流体机械作用会使振荡量放大，可能使机械产品转动件或供应管路产生振动并伴随噪声进而影响流体机械产品使用寿命，严重时会直接导致流体机械破坏。

激励流体压力振荡产生正反馈导致流体机械失效现象比较常见，但由于缺乏相应的流动环境再现手段，一般很难开展相应故障模式诊断实验研究工作，只能通过仿真计算等手段进行一定程度的结构优化。

无级调节的正弦式高频振荡实验装置可以激励多种频率与强度的正弦式高频流体压力振荡，为流体机械动态特性实验研究提供一种高正弦度的压力脉动流动环境。

发明的内容

本发明的技术解决问题是：提供一种无级调节的正弦式高频振荡实验装置，该实验装置可实现正弦式振荡的液体流动环境，激励的振荡频率高（设计的实物达6000Hz），振荡频率通过PLC程序精确控制伺服电机转速实现无级调节。

本发明的技术解决方案是：

一种无级调节的正弦式高频振荡实验装置，其特殊之处在于：包括前密封壳体1、后密封壳体2、转盘3、转轴13、电机、反压供应组件、入口组件以及出口组件，所述前密封壳体1与后密封壳体2固定连接且形成密封腔，所述转轴13的一端通过轴承支撑于前密封壳体1上，所述转轴的另一端穿过后密封壳体与电机的输出轴连接，所述转盘固定在转轴13上且位于密封腔内，所述转盘上沿圆周方向均布有多个直孔；

所述反压供应组件包括设置在前密封壳体1上的反压接口、反压转接头7和反压接头10，所述反压转接头7与前密封壳体1固定连接且贯穿反压接口，所述反压接头与反压转接头7固定连接；

所述出口组件包括设置在后密封壳体2上的出口和固定在后密封壳体2上的出口接头28，所述出口接头与出口连通；

所述入口组件包括设置在前密封壳体1上的入口、喷嘴以及入口接头，所述喷嘴贯穿入口，且一端位于密封腔内，另一端与入口接头固定连接；

所述喷嘴包括喷嘴壳体和位于喷嘴壳体内的喷头，喷头的喷孔中心位于转盘的直孔中心分布圆上，所述喷头与转盘动密封接触。

上述喷头的喷孔直径与转盘的直孔直径相同，相邻直孔中心的距离为直孔直径的两倍。

上述转盘的直孔直径为1-3mm。

上述转盘与喷头的材料为高硬度金属材料，高硬度指HRC≥40，所述转盘和/或喷头接触端面沉积固体润滑镀层。

上述转盘直孔在出口端为扩口结构，扩口角度为30°-60°。

上述喷头位于喷嘴壳体内一端的垂直投影面积和喷头与转盘接触一端的垂直投影面积比值为3-5。

上述出口组件位于后密封壳体的最低处。

上述电机为伺服电机。

上述固体润滑镀层为类金刚石碳基镀层DLC、类石墨碳基镀层GLC、TiN镀层或Cr N镀层。

上述高硬度金属材料为2Cr13、7Cr17或9Cr18。

本发明的优点为：

1、流体流经本发明实验装置的最小流通面积呈高正弦度变化，所激励的流体压力振荡也随之呈高正弦度变化、且无级可调。

2、假设n为电机转速（单位rpm）、m为转盘沿圆周方向均布的直孔数，那么利用本发明实验装置产生的流体振荡频率为。由此可以得出振荡频率随着直孔数和电机转速的增加而提高（一般可以达到不低于6000Hz）。

3、电机受PLC程序控制所产生的转速可无级调节，那么根据，本发明实验装置所产生的流体振荡频率也可无级调节。

附图说明

图1为本发明的无级调节正弦式高频振荡实验装置剖面图；

图2为本发明的无级调节正弦式高频振荡实验装置应用系统图；

图3为本发明的转盘结构图；

图4为图3的侧视图；

图5为A处放大图；

图6为入口组件的结构示意图。

具体实施方式